Sujet 1 :
réparation interactive de maillages



De gauche à droite : une statuette, maillage construit par le scanner, détection de zones à réparer, maillage final (images Andrei Sharf et al.).

Cadre du projet

Encadrant : Franck Hétroy
Nombre d'étudiants : 3
Lieu : le scanner est disponible à l'Atelier de Réalité Virtuelle de l'Ensimag, sur le site de Montbonnot. Le projet aura donc lieu pour partie à cet endroit (pour venir à Montbonnot, voir le site de l'Ensimag), et pour partie en salle D200 à l'Ensimag.
Prérequis : aucun, hormis les cours obligatoires d'algorithmique et de programmation de 1A et 2A. Cependant, avoir suivi le cours de modélisation géométrique au premier semestre serait un plus.

Contexte

L'Ensimag a acquis à l'automne 2007 un scanner 3D de bureau. Ce scanner permet de convertir des modèles 3D réels en maillages virtuels, qui peuvent ensuite être visualisés et manipulés pour des applications très diverses : Un premier projet l'an dernier avait pour but de tester ce scanner, ainsi que le logiciel fourni. Il a constaté que le logiciel ne fonctionnait pas aussi bien qu'indiqué en publicité :-) et que les maillages générés ont de nombreux artefacts.

Travail demandé

  1. Prendre en main le scanner et son logiciel.
  2. Scanner différents modèles de votre choix.
  3. Implémenter/adapter l'algorithme de Sharf et al. décrit ci-dessous.
  4. Tester cet algorithme sur les modèles scannés, et faire un bilan critique.
  5. Eventuellement, proposer des pistes d'amélioration à l'algorithme.

Article de référence

Interactive Topology-Aware Surface Reconstruction, par A. Sharf, T. Lewiner, G. Shklarski, S. Toledo et D. Cohen-Or, SIGGRAPH 2007.

Cet article propose un algorithme de reconstruction de maillage à partir d'un ensemble de points (il ne tient donc pas compte du maillage défectueux construit par le logiciel fourni avec le scanner). L'algorithme fonctionne en deux étapes :
  1. il calcule une fonction continue implicite tri-dimensionnelle F telle que l'ensemble de niveau F0 = { x, F(x) = 0 } est une approximation des points de départ ;
  2. F est ensuite explicitée, comme solution d'un problème de minimisation, et la surface F0 est donc explicitement construite.
L'originalité de l'article est de faire appel à l'utilisateur pour analyser correctement la fonction implicite, notamment dans les régions où il n'y a pas de point.

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